Un nouveau catalogue de sources de rayons X dans le ciel élaboré par le télescope ART-XC de Spektr-RG

Par kosmosnews | 19 mai 2024

La carte du ciel des sources X dures.

Du 12 décembre 2019 au 7 mars 2022, le télescope ART-XC du nom de M.N. Pavlinsky, qui fait partie de l'observatoire orbital russe Spektr-RG, a scanné presque continuellement la sphère céleste pour les rayons X durs, effectuant une étude complète tous les six mois.

En conséquence, le ciel entier a été examiné au moins quatre fois et 40 % du ciel a été examiné cinq fois. Le télescope ART-XC a ensuite mené une étude approfondie du plan galactique pendant un an et demi, jusqu'en octobre 2023, après quoi il a repris le balayage de l'ensemble du ciel.

Au cours de cette année et demie, les scientifiques de l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie ont travaillé à la construction d'une carte du ciel aux rayons X sur la base des données obtenues jusqu'en mars 2022 et à la détection des sources sur cette carte.

Le résultat de ces travaux a été un catalogue des sources de rayons X découvertes lors de l'enquête de 2019-2022, le « Catalogue des cinq enquêtes » (ARTSS1-5). Le nouveau catalogue est nettement supérieur dans ses caractéristiques au précédent (premier) catalogue de sources d'enquêtes sur tout le ciel, basé sur les données des deux premières analyses du ciel (de décembre 2019 à décembre 2020). La raison principale est plus du double du nombre de photons de rayons X détectés.

"En plus de l'augmentation significative des informations scientifiques utilisées, les améliorations apportées à l'algorithme d'enregistrement des sources ont joué un rôle important", explique Rodion Bourenine, chercheur principal au Département d'astrophysique des hautes énergies de l'IKI RAS, responsable du traitement des données d'enquête et construction de la carte aux rayons X du ciel.

Le catalogue comprend 1545 sources de rayons X. Une partie importante d’entre eux était connue grâce à de précédentes études du ciel réalisées par divers observatoires spatiaux. Cependant, environ 10 % des sources enregistrées sont nouvelles et présentent un intérêt particulier.

« L'un des principaux objectifs que nous nous sommes fixés était de parvenir à l'identification la plus complète des sources du catalogue. En astrophysique aux rayons X, il est important non seulement de trouver un nouvel objet, mais aussi de déterminer sa nature, et cela est possible si nous détectons le même objet dans le ciel dans le domaine visible. Le télescope ART-XC peut déterminer les positions des sources de rayons X dans le ciel avec une très grande précision – de l'ordre d'un quart de minute d'arc, ce qui nous permet de rechercher facilement leurs probables compagnons optiques dans le ciel », explique un chercheur principal au Département d'astrophysique des hautes énergies de l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie, premier auteur de l'article, professeur de l'Académie des sciences de Russie Sergueï Sazonov.

Si nécessaire, une spectroscopie optique est réalisée pour ces objets sur le télescope AZT-33IK de 1,6 mètre de l'Observatoire Sayan et le télescope russo-turc de 1,5 mètre. A ce jour, une partie importante des sources (1463) du catalogue ARTSS1-5 ont déjà été identifiées et classées. Le reste se situe principalement dans le ciel méridional, que les télescopes optiques russes ne peuvent atteindre.

La plupart des objets classés dans le nouveau catalogue sont des noyaux galactiques actifs (AGN), environ 900 d'entre eux sont des trous noirs supermassifs situés au centre de galaxies lointaines qui accumulent activement de la matière autour d'eux. Il convient également de noter la présence dans le catalogue de près de 200 variables cataclysmiques (CV) - des systèmes binaires dans lesquels la matière s'accumule sur une naine blanche. Ils sont dans notre Galaxie.

"Ce sont les échantillons d'AGN et de CP qui nous semblent particulièrement intéressants, car ils nous permettent d'étudier respectivement les propriétés statistiques de tels objets dans l'Univers proche et dans notre Galaxie", explique Roman Krivonos, chercheur principal au Département de Astrophysique des hautes énergies à l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie.

Le catalogue contient de nombreux autres objets intéressants : étoiles à neutrons et trous noirs en accrétion, étoiles à couronne chaude, restes de supernova, amas de galaxies. Les informations les plus complètes sur les sources seront bientôt présentées sur un site Web du catalogue accessible au public.

Conformément au programme actuel de l'observatoire Spektr-RG, l'étude de l'ensemble du ciel avec le télescope ART-XC se poursuivra jusqu'à fin 2025. Cela permettra aux scientifiques de mettre à nouveau à jour le catalogue de sources, en utilisant déjà les données de huit scans du ciel. Il est prévu que la taille du catalogue final double encore environ.

Le vaisseau spatial Spektr-RG, développé au sein de NPO Lavochkine (qui fait partie de la société d'État Roscosmos) a été lancé le 13 juillet 2019 par un lanceur Proton-M doté d'un étage supérieur DM-03 depuis le cosmodrome de Baïkonour. Il a été créé avec la participation de l'Allemagne dans le cadre du programme spatial fédéral russe sur commande de l'Académie des sciences de Russie. L'observatoire est équipé de deux télescopes à miroir à rayons X uniques : ART-XC du nom de M.N. Pavlinsky (IKI RAS, Russie) et eROSITA (MPE, Allemagne), travaillant sur le principe de l'optique des rayons X à incidence oblique. Les télescopes sont installés sur la plateforme spatiale Navigator (NPO Lavochkina, Russie), adaptés aux tâches du projet. L'objectif principal de la mission est de construire une carte de l'ensemble du ciel dans les gammes douces (0,3-8 keV) et dures (4-20 keV) du spectre des rayons X avec une sensibilité sans précédent. Le directeur scientifique de l'observatoire orbital à rayons X "Spektr-RG" est l'académicien Rashid Sounyayev.

Source: IKI RAN/Roscosmos; Crédit graphique: IKI RAN

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